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  4.6  互感和自感           
4.6  互感和自感
作者:LXMLXMLX… 文章来源:本站原创 点击数: 更新时间:2008-4-7 21:10:14

☆自感现象的分析与判断
【例1】如图所示,电路甲、乙中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,接通S,使电路达到稳定,灯泡D发光。则   (   )
A.在电路甲中,断开S,D将逐渐变暗
B.在电路甲中,断开S,D将先变得更亮,然后渐渐变暗
C.在电路乙中,断开S,D将渐渐变暗
D.在电路乙中,断开S,D将变得更亮,然后渐渐变暗
解析:因R、L阻值很小,在电路甲中,线圈L与灯泡D串联,L中电流很小,断开S时自感电动势较小,自感作用使D与L中的电流值从S接通稳定后开始减小,D将逐渐变暗,而不是立即熄灭。在电路乙中,L与D、R并联,稳定时L中电流比D中电流大,断开S的瞬间,L中电流从开始的稳定值逐渐减小,所以断开瞬间,通过灯泡D的电流变大,D将变得更亮,然后渐渐变暗。正确选项为AD
点评:S接通后电路稳定,比较L与D中电流大小,S断开后,因自感作用L、D、R构成回路有电流,判断D变暗还是变亮,关键是看S断开后从L流到D中的电流比D中原来(S未断开时)的电流是大还是小。
【例2】如图所示,自感线圈的自感系数很大,电阻为零。电键K原来是合上的,在K断开后,分析:
(1)若R1>R2,灯泡的亮度怎样变化?
(2)若R1<R2,灯泡的亮度怎样变化?
解析:灯泡的亮度由它的实际功率I2R即流过灯泡中的电流来决定。因而必须从题设条件出发讨论在各种情况下流过灯泡中的电流。
K断开后,原来电源提供给小灯泡的电流立即消失,但L中因自感而产生逐渐减弱的电流流过小灯泡,使小灯泡逐渐变暗到熄灭。
(1)因R1>R2,即I1<I2,所以小灯泡在K断开后先突然变到某一较暗状态,再逐渐变暗到最后熄灭。
(2)因R1<R2,即I1>I2,小灯泡在K断开后电流从原来的I2突变到I1(方向相反),然后再渐渐变小,最后为零,所以灯泡在K断开后先变得比原来更亮,再逐渐变暗到熄灭。
点评:(1)若是理想线圈,即直流电阻为零。
①L与灯泡串联时,通过灯泡的电流与L中电流始终同步,因而不能突变。
②L与灯泡并联时,通过灯泡的电流与L中的电流在电路接通时不同步,即灯丝中电流突变到最大再渐渐变小到零,而L中电流从零逐渐增大到最大;断开电路时,L因自感而对灯丝供电,使灯丝中的电流从零突变到原来L中的电流值,再渐渐变为零。
(2)当L与灯丝并联且L的电阻不为零时,接通电源时灯丝中电流突变为最大,再慢慢减小,而L中的电流由零开始逐渐增大到稳定;稳定后L和灯丝中都有电流,因而灯不会熄灭。
断开电源时:要讨论RL=R灯、RL>R灯、RL<R灯时,电流变化情况。
★巩固练习
1.下列关于自感现象的说法中,正确的是   (    )
A.自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象
B.线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反
C.线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关
D.加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大
2.关于线圈的自感系数,下面说法正确的是   (    )
A.线圈的自感系数越大,自感电动势一定越大
B.线圈中电流等于零时,自感系数也等于零
C.线圈中电流变化越快,自感系数越大
D.线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定
3.磁通量的单位是_____,磁感强度的单位是_____,自感系数的单位是_____。
4.如图所示,L为一个自感系数大的自感线圈,开关闭合后,小灯能正常发光,那么闭合开关和断开开关的瞬间,能观察到的现象分别是   (    )
A.小灯逐渐变亮,小灯立即熄灭
B.小灯立即亮,小灯立即熄灭
C.小灯逐渐变亮,小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭
D.小灯立即亮,小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭
5.如图所示是一演示实验的电路图。图中L是一带铁芯的线圈,A是一灯泡。起初,开关处于闭合状态,电路是接通的。现将开关断开,则在开关断开的瞬间,通过灯泡A的电流方向是从_____端经灯泡到_____端.这个实验是用来演示_____现象的。
6.如图所示的电路中,灯泡A1、A2的规格完全相同,自感线圈L的电阻可以忽略,下列说法中正确的是   (    )
A.当接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后A2比A1亮
B.当接通电路时,A1和A2始终一样亮
C.当断开电路时,A1和A2都过一会儿熄灭
D.当断开电路时,A2立即熄灭,A1过一会儿熄灭
7.如图所示电路中,A1、A2是两只相同的电流表,电感线圈L的直流电阻与电阻R阻值相等.下面判断正确的是   (    )
A.开关S接通的瞬间,电流表A1的读数大于A2的读数
B.开关S接通的瞬间,电流表A1的读数小于A2的读数
C.开关S接通电路稳定后再断开的瞬间,电流表A1的读数大于A2的读数
D.开关S接通电路稳定后再断开的瞬间,电流表A­1数等于A2的读数  
8.如图所示,L是电感足够大的线圈,其直流电阻可忽略不计,D1和D2是两个相同的灯泡,若将电键S闭合,等灯泡亮度稳定后,再断开电键S,则   (    )
A.电键S闭合时,灯泡D1、D2同时亮,然后D1会变暗直到不亮,D2更亮
B.电键S闭合时,灯泡D1很亮,D2逐渐变亮,最后一样亮
C.电键S断开时,灯泡D2随之熄灭,而D1会亮一下后才熄灭
D.电键S断开时,灯泡D1随之熄灭,而D2会更亮后一下才熄灭
参考答案:
1.ACD  2.D  3.Wb  T  H  4.A  5.b、a、自感(或断电自感)6.C  7.BD  8.AC
★课余作业
1、认真阅读教材。
2、思考并完成“问题与练习”中的习题。
★资料袋
亨利
亨利(Henry Joseph)1797年12月17日生于美国纽约州奥尔贝尼市。1822年毕业于奥尔贝尼学院,1826年被聘为奥尔贝尼学院物理学教授。1867年任美国科学院第一任院长。
1829年,亨利改进电磁铁,他用绝缘导线密绕在铁芯上,制成了能提起近一吨重物的强电磁铁;同年,亨利在用实验证明不同长度的导线对电磁铁的提举力的影响时,发现了电流的自感现象;断开通有电流的长导线可以产生明亮的火花;1832年,他在发表的论文中宣布发现了自感现象;1835年1月,亨利向美国哲学会介绍了他的研究结果,他用14个实验定性地确定了各种形状导体的电感的相对大小.他还发现了变压器工作的基本定律。
1830年8月,亨利在实验中已经观察到了电磁感应现象,这比法拉第发现电磁感应现象早一年.但是当时亨利正在集中精力制作更大的电磁铁,没有及时发表这一实验成果,失去了发明权,亨利的电磁铁为电报机的发明做出了贡献,实用电报的发明者莫尔斯和惠斯通都采用亨利发明的继电器。

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